2.3 Основные элементы уступа

Как вскрышные работы, так и добыча полезных ископаемых (в том числе и угля) в карьерах производятся, как правило, горизонтальными слоями, называемыми уступами. При этом верхние уступы отрабатываются с опережением по отношению к нижним. Отработка уступами ведется с целью более удобной и безопасной работы в забоях.

К основным элементам уступа относятся Рис 2.3: - верхняя и нижняя площадки, верхняя и нижняя бровки, откос, угол откоса и высота уступа.

В

Рис. 2.3. Схема уступа: 1 – верхняя плошадка уступа; 2 – нижняя плошадка уступа; 3 – откос уступа; 4 – Верхняя бровка уступа; 5 – нижняя бровка уступа; 6 - забой уступа; α – угол откоса уступа; Н_у – высота уступа.

ерхняя и нижняя площадки — горизонтальные плоскости, ограничивающие уступ сверху и снизу. Верхняя и нижняя бровки — линии пересечения откоса уступа соответственно с верхней и нижней площадками. Откос уступа-наклонная поверхность уступа между нижней и верхней бровками уступа. Угол откоса - угол, образуемый откосом уступа с горизонтальной плоскостью.

Угол откоса уступа обычно 60—70° в породах средней крепости, 80 - 90⁰ – скальных, 25-30⁰ -в песчаных породах. Угол откоса взорванной породы составляет обычно 25—30°

Высота уступа — нормальное расстояние между верхней и нижней площадками.

Высота уступа устанавливается в зависимости от рабочих размеров применяемого оборудования, физико-механических свойств пород, параметров буровзрывных работ. При применении экскаваторов типа прямая механическая высота уступа принимается 10—30 м, драглайнов — 20—40 м, цепных многочерпаковых экскаваторов— 15—30 м и роторных экскаваторов— 12—50 м.

Уступ по высоте может быть разделен на два подуступа.

Подуступ - часть уступа по его высоте, разрабатываемая самостоятельными средствами выемки, но обслуживаемая транспортом, общим для всего уступа.

Уступ, на котором производится выемка пород или добыча полезного ископаемого называется рабочим. Площадка рабочего уступа, на которой размещается выемочно-погрузочное оборудование называется рабочей. Свободная площадка называется нерабочей. Ширину рабочей площадки принимают в 2—4 раза больше высоты уступа.

Нерабочие уступы разделяют горизонтальными площадками малой ширины называемые предохранительными бермами.

Б

Рис. 2.4. Предохранительные и транспортные бермы на нерабочем борту карьера (а) и транспортная берма (б).

ерма - горизонтальная площадка на нерабочих участках бортов карьера, разделяющая смежные по высоте уступа. Различают бермы предохранителные и транспортные.

Назначение предохранительных берм — повышать устойчивость борта карьера и предохранять рабочие горизонты карьера и дно карьера от случайного падения на них отдельных кусков породы с верхних уступов. При погашении уступов они оставляются шириной не менее 1/3 расстояния по вертикали между смежными бермами, но не более чем через каждые три уступа. Предохранительные бермы обычно отстраиваются горизонтальными в поперечном и продольном сечении и их поверхность совпадает с отметками рабочих горизонтов. (наклонные в продольном направлении предохранительные бермы обычно обустраивают только в глубоких карьерах круглой формы, что позволяет снизить объём вынимаемых пород на 6-15%). В глубоких карьерах на нерабочем борту могут обустраиваться предохранительные бермы увеличенной ширины для механизированной зачистки осыпавшихся пород.

Транспортные бермы (Рис.2.4, б) предназначаются для размещения на них транспортных путей (дорог) для соединения рабочих горизонтов с капитальными траншеями их ширина выбирается в зависимости от вида транспорта, ширины колеи и числа путей или полос движения.

При открытой разработке месторождения выемка пород в уступе производиться последовательными параллельными полосами по направлению движения забоя или перпендикулярно к нему. Породная полоса в пределах определенного участка уступа, отрабатываемая за один проход выемочного оборудования (экскаватора, погрузчика) называется заходкой. По расположению относительно фронта работ уступа заходки подразделяются на - продольные – ориентированные вдоль фронта работ уступа и - поперечные – ориентированные перпендикулярно фронту. Тип заходки обуславливается применяемым видом транспорта: - продольные возможны при любых видах транспорта; - поперечные при автомобильном и конвейерном.

Часть заходки по длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и выемки, называют блоком. Часть заходки, на которой расположены действующие блоки, называют фронтом работ уступа. Суммарная протяженность фронтов работы уступов называется фронтом работ карьера.

Открытая горная выработка, имеющая значительную длину по сравнению с шириной и глубиной, называется траншеей. Сечение траншеи трапециевидное. Боковые поверхности траншеи называются бортами, а нижняя поверхность — дном.

Траншеи бывают капитальные и разрезные. Капитальной траншеей называется наклонная траншея, с помощью которой осуществляется связь рабочих уступов с земной поверхностью. Разрезной называется горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе.